Oppramstyper, HashMap og Innstikksortering, litt

Transkript

1 Enummerering å lge egne opprmstyper Uke 8 - Opprmstyper, HshMp og Innstikksortering, litt jvdoc Brukes til å lge typer som hr et lite ntll verdier, ofte tekst. 6. oktober 2009, Arne Mus Inst. for informtikk, UiO 2 Slik enum kn h metoder, og hver verdi hr et tll ssosiert ved seg. En enum virker omtrent som en klsse-deklrsjon. Holde orden på objekter - HshMp Ofte hr vi flere, mnge objekter v en bestemt klsse - eks. : elever på en skole biler som hr pssert bomringen i Oslo telefonsmtler fr en bestemt person,. Vi hr hittil lært rryer (Elev [] elevene = new Elev[400], Bil [] bomringbiler = new Bil[10000];...) og må d psse på t vi hr nok plss for å finne et bestemt objekt må vi ofte lete gjennom hele rryen Vi skl nå lære en bedre måte å lgre objekter hvor det er viktig å rskt og enkelt finne igjen ett v objektene (som d hr ett bestemt kjennetegn som: Nvnet til eleven, registreringsnummeret til en bil,...) Et slikt lk kjennetegn som skiller kll ett objekt fr lle ndre objekter, kller vi en nøkkel (key) HshMp er svret 4

2 HshMp = lgre objekter med en søkenøkkel Hvordn vi skl tenke oss en HshMp Brukes til å holde orden på en smling objekter Alterntiv til rryer Med rryer kn mn: en HshMp er som en slgs dobbelt-rry (f.eks bomringbilene) HshMp bomringbilene = new HshMp(); I en rry legger vi inn objekter i en bestemt posisjon, og vi må gå tilbke til denne posisjonen/indeksen når vi senere skl se på objektet. Indeksen er et heltll mellom 0 og length-1. bomringbilene regnum Bil 1 To viktige forskjeller mellom rryer og HshMp: regnum Bil 2 I en HshMp oppgir vi en bestemt nøkkel (vnligvis en tekststreng) når vi legger vi inn et nytt objekt (klt verdien), og vi oppgir denne nøkkelen når vi senere skl se på objektet. t Dvs. indeksen er en tekststreng. En HshMp hr ingen gitt lengde når vi lger den. Den vokser når legger inn nye elementer (inntil lgerplssen er oppbrukt) regnum Bil 3 En Hshmp er mer fleksibel (men lngsommere) måte å lgre flere/mnge elementer i et progrm nøkler verdier (keys) (vlues) 5 6 Ulike versjoner i Jv 1.4 (gmmel) og Jv 1.5/1.6 v HshMp Vi gjennomgår begge måtene, men nbefler klrt t 1.5- måten nyttes, d den hjelper deg mot visse feil (som ellers er lett å gjøre). 1.4 måten gjennomgås (bre) fordi mnge gmle progrmmer inneholder slik kode. 7 Eksempel på bruk v HshMp (1.5) Importer pkken jv.util Opprett en HshMp og forteller hvilke klsser nøkkelen og verdier import jv.util.*; hr. clss BrukAvHshMp { public sttic void min (String[] rgs) { HshMp<String,Person> h = new HshMp <String,Person>(); String fnr1 = "; 3 Person per1 = new Person(fnr1, "Hrld Olsen"); h.put(fnr1, per1); Legg inn Person-objekt i HshMp en String fnr2 = "; Person per2 = new Person(fnr2, Len Torsen"); h.put(fnr2, per2); Legg inn Person-objekt i HshMp en Person p = h.get( ); clss Person { String fnr; String nvn; Person(String fnr, String nvn) { this.fnr = fnr; this.nvn = nvn; String fånvn() { return nvn; Hent Person-objekt fr HshMp en 8

3 Opprette en HshMp, Jv1.4 (gmmel) og Jv I strten v progrmmet: import jv.util.*; Dette importerer pkken jv.util hvor bl.. klssen HshMp ligger. I klssen eller metoden som skl bruke HshMp'en Jv 1.4: HshMp h = new HshMp(); I klssen eller metoden som skl bruke HshMp'en Jv 1.5 og nyere (best): HshMp <String,Person> h = new HshMp <String,Person>(); I Jv 1.5 forteller vi hvilke klsser nøkkel- og verdi-objektene kommer fr. Vi sier t vi d låser objektene til både nøkkelen og verdi-objektene til å være v disse typene. NB: Hvis tbellen skl brukes v flere metoder i en klsse, deklreres vribelen ovenfor i strten v klssen (som en objektvribel). Hvis tbellen kun skl brukes v en enkelt metode, er det nturlig å deklrere HshMp vribelen ovenfor inni den ktuelle metoden. Legge inn objekt i HshMp (smme i 1.4 og 1.5) Et hvilket som helst objekt i Jv kn legges inn i en HshMp, men i 1.5 må det være v den klssen vi hr lovet systemet Når vi legger et objekt inn i HshMp'en, må vi smtidig oppgi en nøkkel, dvs en tktt tekststreng som entydig tdi identifiserer objektet. bjktt Vi trenger denne nøkkelen dersom vi senere skl finne eller fjerne objektet i HshMp'en. Eksempel: String fnr = ; Person p = new Person(fnr, Kri Olsen ); h.put(fnr, p); Her lger vi først et Person-objekt (med pssende rgumenter) og legger det deretter inn i tbellen med fødselsnummeret som nøkkel Dersom vi legger inn flere objekter med smme nøkkel, er det bre det sist innlgte objektet som blir liggende i tbellen (de ndre overskrives): Person p1 = new Person(...); Person p2 = new Person(...); Person p3 = new Person(...); String nvn = "Jens"; h.put(nvn, p1); // p1 legges inn h.put(nvn, p2); // p2 legges inn og p1 overskrives h.put(nvn, p3); // p3 legges inn og p2 overskrives Noen gnger må vi konstruere en nøkkel ut fr flere vrible for å få entydighet: String lengdegrd = "67.3"; String breddegrd d = "53.3"; 3" String posisjon = lengdegrd + ";" + breddegrd; Fjelltopp fjell = new Fjelltopp(posisjon, Bjørnefjell ); h.put(posisjon, fjell); Hente objekt fr HshMp Jv 1.4 og 1.5 Jv 1.4: For å hente et objekt med utgngspunkt i nøkkelen: // 1.4: Vi vil finne en person ut fr fødselsnummeret: Person p = (Person) h.get(fnr); Legg merke til t vi i 1.4 i strten må skrive i prentes nvnet på klssen som objektet tilhører - i dette tilfellet klssen Person. Årsken er t i 1.4 HshMp'en ikke holder rede på hvilken klsse objektene som legges inn hr - bre t det er objekter. Når objektene hentes ut må vi derfor "minne Jv på" hvilken klsse objektet vr v (dette er egentlig et møte med en vnsert og svært nyttig meknisme i objektorienterte språk som klles rv og som blir ttt opp i vårens INF1010). Jv 1.5: For å hente et objekt med utgngspunkt i nøkkelen, nå trenger vi ikke si hvilken klsse objektet hr (det hr vi jo sgt i deklrsjonen v HshMpen h): // 1.5: Vi vil finne en person ut fr fødselsnummeret: Person p = h.get(fnr) Merk: å hente et objekt fr en HshMp slik som over medfører ikke t objektet bjktt fjernes fr HshMp'en (vi får bre en kopi v peker til objektet). 12

4 Fjerne objekt fr HshMp Løp gjennom lle objekter i HshMp Jv 1.4 For å fjerne et objekt med gitt fødselsnummer som nøkkel: h.remove(fnr); Dersom det ligger et objekt i HshMp'en med den gitte nøkkelen, blir objektet fjernet og setningen ovenfor returnerer med en peker til objektet som fjernes. Dersom det ikke ligger et objekt i HshMp'en med den gitte nøkkelen, returnerer setningen ovenfor verdien null. For å løpe gjennom lle objektene i en HshMp, lger vi en opprmsing: Itertor it = h.vlues().itertor(); Deretter ette kn vi se på hvert enkelt objekt i HshMp'en ved å gå i løkke: while (it.hsnext()) { Person p = (Person) it.next(); System.out.println( println( Nvn: + p.fånvn()); Løp gjennom lle objekter i HshMp Jv 1.5 For å løpe gjennom lle objektene i en HshMp, lger vi en opprmsing og låser smtidig det vi skl hente til en bestemt klsse: Itertor <Person> it = h.vlues().itertor(); Deretter kn vi se på hvert enkelt objekt i HshMp'en ved å gå i løkke: while (it.hsnext()) { Person p = it.next(); System.out.println( Nvn: + p.fånvn()); Vi kn også i 1.5 nytte den nye for-løkk som utomtisk lger en itertor for (Person p: h.vlues()) { System.out.println( Nvn: + p.fånvn()); 15 To måter å løpe gjennom en HshMp Løpe gjennom objektene (som på forrige foil): Itertor <Person>it = h.vlues().itertor(); while (it.hsnext()) { Person p = it.next(); <gjør noe med objektet p> Løpe gjennom nøklene: Itertor <String> it = h.keyset().itertor(); while (it.hsnext()) { String nøkkel = it.next(); <gjør noe med nøkkelen> 16

5 Metoder i HshMp Metode Eksempel Beskrivelse put h.put(nøkkel, objekt); Legg inn objekt med gitt nøkkel get -1.4 Person p = (Person) h.get(nøkkel); Finn objekt get -1.5 Person p = h.get(nøkkel); remove h.remove(nøkkel); Fjern objekt continskey if (h.continskey(nøkkel)) { // gjør et eller nnet Sjekk om nøkkel finnes i tbell vlues Itertor it = h.vlues().itertor(); Lg opprmsing v objektene keyset Itertor it = h.keyset().itertor(); Lg opprmsing v nøklene 17 Itertor (opprmsing) Eksempel Itertor it1 = h.vlues().itertor(); Itertor it2 = h.keyset().itertor(); hsnext() while (it.hsnext()) { < les neste og gjør noe>; next() 1.5 Person p = it.next(); next() 1.4 Person p = (Person) it.next(); t() Beskrivelse deklrrsjon returnerer true hvis flere objekter igjen i opprmsingen Finn neste objekt remove() Person p = it.next(); Fjern siste objekt som if (p.nvn.equls( Arne )) ble returnert med it.remove(); next() while (it1.hsnext()) { To måter å gå Person p1 = it1.next(); for (Person p2 : h.vlues()){ gjennom lle verdiene (objektene) i h import jv.util.*; import esyio.*; clss Hsheksempel { public sttic void min(string[] rgv) { In tsttur = new In(); HshMp <String,Person> personregister = new HshMp <String,Person>(); System.out.print("Antll personer som registreres : "); int nt = tsttur.inint(); clss Person { for (int i = 0; i < nt; i++) { String nvn, dresse, telefonnr; System.out.println( Gi neste person ); Person (In tsttur) { Person p = new Person(tsttur); System.out.print("Oppgi nvn : "); personregister.put(p.telefonnr, it t( tlf p); nvn = tsttur.inline(); System.out.print("Oppgi dresse : "); // Skriv ut lle personobjektene dresse = tsttur.inline(); System.out.println("Viser lle personer" + System.out.print("Oppgi telefonnummer : "); "(ukjent rekkefølge):"); telefonnr = tsttur.inline(); void skrivdt() { for (Person p: personregister.vlues()){ System.out.println("Nvn : " + nvn); p.skrivdt(); kidt() System.out.println("Adresse : " + dresse); System.out.println("Telefonnummer : +telefonnr); String fånvn() { return nvn; Eksempel fr bok s.186 Sortering Lære å løse et vnskelig problem Sortering mnge metoder, her Innstikksortering Sortere hv: Heltll Tekster Lære bstrksjon Når vi hr løst ett problem, kn lignende problemer løses tilsvrende Lære å lge proff progrmvre ved å lge en generell klsse (en vektøyboks) for sortering Hvordn deklrere en slik klsse Jvdoc lge dokumentsjon Testing Hvordn utvikle progrmmet 20

6 Sortering Mnge dttyper kn sorteres Tll Tekster (leksikogrfisk =i smme rekkefølge de ville stått i et leksikon) Tbeller v tekster eller tll Vi må h en lgoritme (fremgngsmåte) for sortering Det finns mnge titlls (hundretlls) metoder for sortering Dere skl lær den som er rskest når vi skl sortere få elementer, si < 50 elementer Hvorfor sorterer vi For å få noen tll i sortert rekkefølge eks: lotto-tllene Sortere tekster (nvnelister) Sortere noen opplysninger som hører smmen. Sorterer d på en v opplysningene. Eks. Telefonktlogen: nvn, dresse, telefonnummer sortert på nvn Vi skl først lære å sortere heltll Dette skl vi så med minimle i endringer bruke til å sortere: String-rryer (tekster) t Vi ønsker en klsse med to vrinter v sortering: Heltll og tekster public clss ISort { public sttic void sorter(int [] ) { public sttic void sorter(string [] ) { // end clss ISort 23 24

7 clss TestInnstikkSortering { Test-progrm for sortering public sttic void min ( String[] rgs) { int [] = {3,1,7,14,2,156,77; String [] nvn = {"Ol", "Kri", "Arne", "Jo"; heltlls-rry // sorter heltll - skriv ut ISort.sorter(); for (int i = 0; i <.length; i++) System.out.println( [" + i +"]= " + [i]); System.out.println("\n Test tekst-sortering:"); // sorter Stringer - skriv ut ISort.sorter(nvn); for (int i = 0; i < nvn.length; i++) System.out.println("nvn[" t + i +"]= " + nvn[i]); en-dimensjonl String-rry "Ol "Kri "Arne "Jo" nvn >jv InnstikkSortering [0]= 3 [1]= 1 [2]= 7 [3]= 14 [4]= 2 [5]= 156 [6]= 77 Test tekst-sortering: nvn[0]= Ol nvn[1]= Kri nvn[2]= Arne nvn[3]= Jo Test v test-progrmmet med tomme sortering-metoder En lgoritme for å sortere heltll innstikksmetoden Se på rryen ett for ett element fr venstre mot høyre Sorterer det vi hittil hr sett på, ved : Hi Hvis det dtnye elementet ttvi ser på åikke er sortert t i forhold til de vi llerede hr sett på: T ut dette elementet (gjem verdien i en vribel t) Skyv på de ndre elementene vi her sett på en-etter-en, ett hkk høyreover til elemetet i t kn settes ned på sortert plss. D er den delen vi hr sortert ett element lenger (fr venstre) Når vi hr sett på lle elementene, er hele rryen sortert Observsjon : Det første elementet, er det sortert i forhold til seg selv 27 28

8 Sorter 1 på plss i forhold til 3 7 og 14 står riktig, Sorter 2 på plss i forhold til : 1,3,7,14 steg steg t 1 steg steg t 1 steg t 1 steg steg steg flytt: 14, 7 og så 3 ett hkk til høyre i k+1 Kode for å flytte ett element på plss : public clss ISort { i k // [k +1] står på // feil plss, t den ut int t = [k + 1], i = k; // skyv [i] mot høyre ett hkk til // vi finner riktig plss til t while (i >= 0 && [i] > t) { [i + 1] = [i]; i--; // sett t inn på riktig plss [i + 1] = t; public sttic void sorter(int [] ) { for (int k = 0 ; k <.length-1; k++) { if ([k] > [k+1]) { // [k +1 ] står på feil plss, t den ut int t = [k + 1], i = k; // skyv [i] mot høyre ett hkk til // vi finner riktig plss til t while (i >= 0 && [i] > t) { [i + 1] = [i]; i--; // sett t inn på riktig plss [i + 1] = t; // end heltll-sortering

9 >jv InnstikkSortering [0]= 1 Resultt v sortering med heltlls-metoden kodet, den ndre uten kode [1]= 2 [2]= 3 [3]= 7 [4]= 14 [5]= 77 [6]= 156 Sortering v tekster (String) "Ol "Kri "Arne "Jo" Test tekst-sortering: nvn[0]= Ol nvn[1]= Kri nvn[2]= Arne nvn[3]= Jo Vi skl sortere denne ved å bytte om på pekerne (l [0] peker på Arne,..osv) med innstikkmetoden 34 Sortere de to første elementene ved å bytte om pekere "Ol "Kri "Arne "Jo" t t = [1]; "Ol "Kri "Arne "Jo"" public sttic void sorter(int [] ) { // Sorterer heltllsrryen ''. for (int k = 0 ; k <.length-1; k++) { if ([k] > [k+1]) { int t = [k + 1]; int i = k; while (i >= 0 && [i] > t) { [i + 1] = [i]; i--; [i + 1] = t; // end heltll-sortering t [1]= [0]; "Ol "Kri "Arne "Jo" t [0]= t; public sttic void sorter(string [] ) { // Sorterer String-rryen ''. for (int k = 0 ; k <.length-1; k++) { if( [k].compreto([k+1]) > 0 ){ String t = [k + 1]; int i = k; while (i >= 0 && ( [i].compreto(t) > 0) ){ [i + 1] = [i]; i--; [i + 1] = t; // end String-sortering

10 >jv InnstikkSortering [0]= 1 [1]= 2 Test med heltll og enkel String-sortering kodet [2]= 3 [3]= 7 [4]= 14 [5]= 77 [6]= 156 Test tekst-sortering: nvn[0]= Arne nvn[1]= Jo nvn[2]= Kri nvn[3]= Ol Jvdoc proff dokumentsjon v klssene Legg inn spesielle kommentrer i progrmmet ditt (over hver metode og klsse) Idi disse kommentrene kn mn legge HTMLkommndoer (som <br> for å få linjeskift) Kjør progrmmet jvdoc, og utomtisk ti hr du en fin dokumentsjon Største fordel: Kode og dukumentsjon vedlikeholdes på smme fil. 38 /** * Klsse for sortering etter 'innstikk-metoden', se * Rett på Jv - kp.5.7. * Sortering v heltllsrry, tekster og en to-dimensjonl * tekst-rry sortert etter verdiene i første kolonne.<br> * * N.B. Bre velegnet for mindre enn 100 elementer. * * Copyright : A.Mus, Univ. i Oslo, 2008 **********************************************************/ public clss ISort { /** * Sorterer heltll i stigende rekkefølge. heltllsrryen som sorteres. <br> * Endrer prmeter-rryen. ********************************************/ public sttic void sorter(int [] ) { /** * Sorterer String-rryer i stigende leksikogrfisk orden. rryen som sorteres.<br> * Endrer prmeter-rryen rr en ********************************************/ public sttic void sorter(string [] ) { // end clss ISort Dokumentsjon v klssen og metodene - jvdoc M:\INF1000\Isort>jvdoc pckge ISort.jv Loding source file ISort.jv... Constructing Jvdoc informtion... Stndrd Doclet version 1.5.0_02 Building tree for ll the pckges nd clsses... Generting ISort.html... Generting pckge-frme.html... Generting pckge-summry.html... Generting pckge-tree.html... Generting constnt-vlues.html... Building index for ll the pckges nd clsses... Generting overview-tree.html... Generting index-ll.html... Generting deprected-list.html... Building index for ll clsses... Generting llclsses-frme.html... Generting llclsses-nofrme.html... Generting index.html... Generting help-doc.html... Generting stylesheet.css... M:\INF1000\Isort> 40

11